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虚拟化环境相关问题探讨与实践

发布时间:2019-10-09 19:42:18 编辑:笔名

1 服务器和应用实施虚拟化的相关条件

虚拟化带来很多好处,但是,这并不意味着虚拟化是任何服务器或应用的最好解决方案。从实践经验来看,服务器或应用的硬件情况、软件兼容、软件许可以及实际业务需要和应用环境将直接决定着该服务器或应用是否适合虚拟化应用。

1.1 硬件情况

在考虑是否要对已有的服务器和应用环境进行虚拟化的时候,硬件要求是首要考虑因素。通过检查硬件要求,可以迅速地决定虚拟化是否可行。

对于服务器来说,目前市场上的虚拟化技术大多对于服务器的CPU和内存等硬件有着硬性要求。例如,Citrix、Microsoft以及RedHat的最新版本虚拟化软件都要求服务器的处理器必须支持Intel或者AMD的硬件虚拟化技术。因此,对于这些虚拟化技术而言,早期的一些服务器基本上就被排除在考虑范围之外了。

对于应用而言,是否适合于进行虚拟化的因素在于该应用对硬件的要求,具体包括CPU和内存等资源需求以及磁盘存储和网络等方面的要求。例如,一些应用是CPU密集型的,一些应用是I/O密集型的,对于计算资源要求较高的应用一般是不建议建设在虚拟化环境中的。另外,有特殊的硬件或驱动程序要求的应用和服务一般不是很适合虚拟化。例如,基于3-D加速硬件的定制视频驱动程序,大多数虚拟平台都不支持它。

1.2 软件兼容

目前各类业务软件纷繁复杂,从初级的可执行文件到分布式多层次部署。所以一定要考虑软件间的兼容性问题,确定虚拟化支撑平台能够运行相应的操作系统和软件。

1.3 软件许可

在实际应用中,软件许可证的相关费用可能比软件运行所需的硬件费用高得多。软件许可证问题涉及两方面。

(1)选用的虚拟化软件的许可证费用问题:不同的虚拟化软件平台的收费基准不同(例如,VMware虚拟化软件是基于CPU收费的),相应附带的售后服务也不同(例如有些厂家是不提供售后维护和升级服务的)。虚拟化部署企业要与厂商提前沟通好这些细节;尽量采用已经捆绑相应应用和操作系统的厂商,力争将虚拟化费用降到最低。

(2)虚拟化平台上运行的客户机操作系统许可证费用问题:客户机操作系统的费用也会占据整体花费的很大一部分,一般的虚拟化厂商都是不承担这部分费用的。另外,在这一点上,厂商之间得到竞争策略也会带来不同的结果。这一点可以了解一下微软的虚拟化软件以及操作系统定价策略。

1.4业务需要

应该根据企业自身的业务需要来决定是否进行虚拟化部署或应用,而且最好能够在完成虚拟化部署后,将大大提升企业的收益或降低生产运营成本。

1.5应用环境

应用性能是决定是否进行虚拟化部署、如何进行虚拟化部署的重要因素。所有能够利用的性能数据都是非常有用的。对于一般的服务器和应用环境,都会有相应的性能监控基准,其中包括CPU、内存、磁盘和网络使用数据。他们可以成为确定虚拟设备运行指标的重要依据。所以在部署虚拟化以前,应当对虚拟化的性能和物理环境的性能有一个对比了解和前期测试。

2 虚拟化环境的部署与实施

任何一个IT环境的部署和实施都是一个系统工程,包括目标制定、前期规划、计划设计、初期试点、规模化部署和后期扩展等一系列环节,虚拟化环境的部署也是如此。但是,虚拟化环境又有其自身的特点,在服务器、存储、网络等方面与物理环境有很大的不同。

在服务器方面,无论是刀片服务器,还是机架式服务器,虚拟化应用对其的影响主要体现在:处理器性能、内存容量、I/O、磁盘读写速度以及绿色节能等五个方面。其中,在选择服务器时有三个方面是需要认真考虑的:第一,CPU的主频、核数,服务器的CPU主频、核数决定不同的服务器整合比;第二,内存总量、使用率,内存总量越大,使用率越低的服务器可虚拟化程度越高;第三,I/O(设备)吞吐量,服务器支持的I/O吞吐量越高,服务器整合时成为瓶颈的可能性越小。

[page] 在存储设备方面,应根据具体应用需求来选择合适的系统设备。而存储系统需要可靠性高、扩展性好、运行性能高,同时能够满足应用过程中对存储空间的动态增长需要和快速访问速率的要求,能够提供完备安全的存储服务。同时,存储设备负载均衡、性能监控的运行状况也是云存储系统的指标。存储设备一般分为本地存储设备(如SAS、SATA等)和共享存储设备(如FC-SAN和NFS等)两类。

在网络配置方面,因为有来自多个虚拟机(VM)中的数据通过物理链路传输,所以经过交换机和物理服务器之间的链路传输的数据流量要比非虚拟化环境时高得多、复杂得多。并且,除了这些业务数据流量之外,虚拟机(VM)运行时所需要的系统流量也通过物理链路传输,而这些流量是常规环境中所没有。为了满足整体的通信需要,传统网络需要进行虚拟化改造,同时需要延伸到服务器内部,所以就有了虚拟交换机(vSwitch)。各个虚机(OS)可以在虚拟服务器和物理网络之间,实现无缝连接;并且对虚拟机的感知,实现网络设置与虚拟机共同迁移都是虚拟化网络的主要任务。

根据以上特点,具体到各个环节的工作如下。

(1)在目标制定阶段,应对现有软硬件环境进行评估和测试,对各大虚拟化产品以及服务器、存储等硬件设备进行功能性能的详细对比,在评测和对比的基础上,根据将来可能的应用情况和企业的投资预算,选择合适的虚拟化技术和产品,并制定虚拟化部署的目标。具体的目标包括整个虚拟化环境所要运行的应用服务,这些应用服务所需的虚拟机、存储、网络、管理平台的规模和配置等。

(2)前期规划阶段,应根据虚拟环境的目标来进行具体建设规划,包括服务器、存储和网络等硬件环境的具体配置;根据现有环境、未来功能需求和费用预算来确定所选的具体虚拟化技术和平台,选择具体虚拟化软件;明确相应的风险系数和可能面对的挑战。

(3)在具体设计阶段,对虚拟化环境的功能实现和应用的选择进行具体的设计,包括部署、迁移、监控等功能设计,同时还要对虚拟化架构的功能和应用进行验证。

(4)在初期试点、全面部署和后期扩展的过程中,则要依据一定的标准与政策,合理地进行规模化运作,对虚拟化环境进行标准化测试,并维持一个可持续的管理。这里要考虑如下问题。

①虚拟环境的建立:详细阅读文档,注意各功能组件的安装次序,需要时还可以练习安装并进行相应测试。

②虚拟环境的配置:包括虚拟化配置、网络配置、存储配置等,配置过程中应确保正确地了解配置需求和配置选项。

③虚拟环境的安全:了解虚拟化环境与传统环境的不同安全特性和需求,最初合理应对。

④虚拟环境的监控:监控对于虚拟环境的正常运转相当重要,在虚拟化环境中,再小的问题都有可能带来致命的影响。因此,虚拟化环境的监控系统必不可少。监控的具体内容包括服务器硬件、虚拟化软件、虚拟机性能等的报警和事件。

(5)虚拟环境的维护:包括为虚拟机打补丁并更新,对虚拟化环境的定期巡查等。

(6)虚拟环境的备份:传统物理环境的备份方法同样适用于虚拟环境,同时虚拟化环境的架构和快照等功能能够使备份更加简便快捷,同时,虚拟化环境的各份策略应当根据不同的灾备需求来进行规划。

(7)总体环境的再评估:定期对虚拟化环境进行评估,有利于系统优化,同时,这也是下一阶段整体环境扩展的新的开始。

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